学習目標

このセクションの終わりまでに、次のことができるようになります:

  • List and describe target action of hormones from parathyroid glands.

副甲状腺は、通常甲状腺の後面に埋まっている小さな丸い構造物です(図1)。 厚い結合組織の被膜が、甲状腺組織から副甲状腺を隔てている。 ほとんどの人は4つの副甲状腺を持っていますが、首や胸の組織にはもっと多くの副甲状腺が存在することもあります。 副甲状腺細胞の1種であるオキシフィル細胞の働きは、はっきりしていません。 副甲状腺の主な機能細胞は、主細胞です。 これらの上皮細胞は、血中カルシウム濃度の調節に関与する主要なホルモンである副甲状腺ホルモン(PTH)を産生・分泌します。

この図のパートAは、甲状腺の後面に埋め込まれた4つの、小さな、円板状の副甲状腺を表しています。 B部は副甲状腺の組織の顕微鏡写真である。 組織の大部分は、中央の血管を取り囲む立方体状の主細胞で構成されています。 多くの主細胞の中に、少数の大きくて濃い染色をしたオキシフィル細胞が埋め込まれている。

図1. 甲状腺の後面に小副甲状腺が埋め込まれている。 LM × 760。 (Micrograph provided by the Regents of University of Michigan Medical School © 2012)

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副甲状腺は、低い血液カルシウムレベルに応答して、ペプチドホルムである副甲状腺ホルモンを生成および分泌します(図 2)。 副甲状腺ホルモンの分泌は、骨を分解する酵素を分泌する破骨細胞を刺激して骨からカルシウムを放出させ、カルシウムを間質液に放出させる。 また、副甲状腺ホルモンは、骨の形成に関与する細胞である骨芽細胞を抑制するため、血中カルシウムを節約することができます。 副甲状腺ホルモンは、腎臓の尿細管でのカルシウム(およびマグネシウム)の再吸収を促進させる。 また、副甲状腺ホルモンは、腎臓で活性型ビタミンD3であるステロイドホルモン、カルシトリオール(別名:1,25-ジヒドロキシビタミンD)の産生を開始させる。 カルシトリオールは、腸でのカルシウムの吸収を促進する。

この図は、副甲状腺ホルモンが血中カルシウムのホメオスタシスを維持する役割を示している。 血中カルシウム濃度が低下すると、副甲状腺の主細胞から副甲状腺ホルモン(PTH)が分泌されます。 PTHは、骨、腎臓、腸に作用します。 骨に関しては、PTHは骨芽細胞を抑制し、破骨細胞を刺激する。 その結果、破骨細胞が骨の表面に潜り込むように、コンパクトな骨が破壊される。 このとき、カルシウムイオンは近くの血管に放出される。 この段階では、骨芽細胞は活動していない。 腎臓の場合、PTHは腎臓の尿細管細胞を刺激して、尿中の老廃物であるカルシウムを回収させます。 また、PTHは腎臓の尿細管細胞を刺激してカルシトロールを放出させる。 これは、腎尿細管の断面図で、尿細管壁の細胞を示しています。 尿細管壁の細胞の左側には尿が流れており、右側には動脈があります。 尿細管壁の細胞の右端と動脈の左端は、小さな間質性の領域で隔てられている。 尿細管壁細胞は尿からカルシウムを除去し、間質液に送り込み、その後カルシウムは動脈に入る。 また、細胞はカルシトロールを血管に送り込んでいる。 腸に関しては、PTHは腸を刺激して、食物を消化することでカルシウムを吸収させる。 腸の細胞の断面を示すと、立方体であるが、腸管内腔側に指のような突起がある(上)。 腸細胞の下には動脈がある。 カルシトロールは動脈から出て腸管細胞に入り、腸管内腔にある食物からカルシウムを吸収するように刺激している。 PTHが骨、腎臓、腸に作用することで、血中カルシウム濃度が上昇する。 血中のカルシウム濃度が高くなると、甲状腺の傍濾胞細胞が刺激され、カルシトニンが分泌されます。 カルシトニンは、骨組織の骨芽細胞を刺激し、破骨細胞を抑制することで、PTHの作用を逆転させる。 これは、カルシウムイオンが血管から出て、コンパクトな骨の断面にある骨芽細胞に移動することで説明されます。 骨芽細胞はコンパクトボーン層を厚くしているが、この段階では破骨細胞は不活性である

図2. 副甲状腺ホルモンは、血中カルシウム濃度が下がりすぎたときに上昇させる。 逆に、甲状腺から分泌されるカルシトニンは、血中カルシウム濃度が高くなりすぎたときに、血中カルシウム濃度を低下させる。 この2つのメカニズムによって、血中カルシウム濃度は常にホメオスタシスに保たれています。

副甲状腺の活動が異常に高まると、副甲状腺ホルモンの過剰分泌によって骨からのカルシウムの再吸収が過剰になり、副甲状腺機能亢進症を引き起こすことがあります。 副甲状腺機能亢進症は、骨密度を著しく低下させ、自然骨折や変形を引き起こす可能性があります。 血中カルシウム濃度が上昇すると、ナトリウムに対する細胞膜の透過性が低下し、神経系の反応性が低下する。 同時に、体の組織や臓器にカルシウムが沈着して、その機能が損なわれることもあります。血中カルシウム濃度が高い場合、カルシトニンが甲状腺の傍濾胞細胞から産生および分泌される。 先に述べたように、カルシトニンは破骨細胞の活性を抑制し、腸での食事性カルシウムの吸収を減少させ、腎臓にカルシウムの再吸収を少なくするよう信号を送り、結果として尿中に多量のカルシウムが排泄される。

総説

カルシウムは神経筋機能を含む、種々の重要な生理過程に必要であり、したがって血中カルシウムレベルは厳密に制御されている。 副甲状腺は甲状腺の後部にある小さな構造物で、副甲状腺ホルモンを産生し、血中カルシウム濃度を調節している。 血中カルシウム濃度が低いと、副甲状腺ホルモンの産生・分泌が促進されます。 一方、血液中のカルシウム濃度が高くなると、副甲状腺ホルモンの分泌が抑制され、甲状腺ホルモンであるカルシトニンの分泌が促されます。 副甲状腺ホルモンの分泌が不足すると、副甲状腺機能低下症になります。

セルフチェック

以下の質問に答えて、前のセクションで取り上げたトピックをどれくらい理解しているかを確認しましょう。

批判的思考問題

  1. 副甲状腺の機能における負のフィードバックの役割について説明しなさい。
  2. 副甲状腺腫瘍のある人が腎臓結石を発症する理由を説明せよ。
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    1. 副甲状腺ホルモンの生産と分泌は負のフィードバックループによって調節されている。 血中カルシウム濃度が低くなると、副甲状腺ホルモンの産生・分泌が開始される。 副甲状腺ホルモンは、骨吸収、腸からのカルシウム吸収、および腎臓によるカルシウムの再吸収を増加させる。 その結果、血中カルシウム濃度が上昇し始める。
    2. 副甲状腺腫瘍は、副甲状腺ホルモンの過剰分泌を促すことがあります。 これにより、血中カルシウム濃度が過度に上昇し、腎臓の尿細管を含む全身にカルシウムが蓄積し始め、腎臓結石と呼ばれるようになることがある。

    用語集

    副甲状腺機能亢進症:副甲状腺ホルモンの過剰分泌によって起こる疾患で、血中カルシウムが異常に上昇する

    副甲状腺機能低下症:副甲状腺ホルモンの分泌が不足し、血中カルシウムが異常に低い

    副甲状腺:副甲状腺。 副甲状腺ホルモン(PTH):副甲状腺から分泌されるペプチドホルモンで、甲状腺の後部にある小さな丸い腺。